Pesawat sederhana adalah alat sederhana untuk memudahkan
pekerjaan manusia. dalam melakukan usaha Yang termasuk pesawat sederhana :
tuas/ pengungkit, katrol, bidang miring.
1.
Tuas
Keterangan :
W = Titik Beban ( Beban )
F = Titik Kuasa ( Kuasa )
T = Titik Tumpu
Lb = Lengan Beban
Lk = Lengan Kuasa
Prinsip
kerja tuas/pengungkit adalah keseimbangan, sedemikian rupa pada tuas berlaku
perasamaan rumus:
beban x lengan beban = kuasa x lengan kuasa
atau
dapat dirumuskan :
W x Lb = F x Lk
Keterangan :
W
= Berat benda (Newton),
Lb =
Lengan beban (meter),
F
= Gaya kuasa (Newton),
Lk =
Lengan kuasa (meter).
Keuntungan mekanis tuas dinyatakan dengan rumus :
Ini menunjukkan keuntungan mekanis tuas bergantung pada
panjang lengan beban dan lengan kuasa yang mempunyai perbandingan yang bersifat
tetap, artinya tidak bergantung pada berat beban dan gaya kuasa.
Alat-alat yang menggunakan prinsip tuas antara lain
jungkat-jungkit, timbangan/neraca, pembuka tutup botol, staples dan tang.
TUAS JENIS PERTAMA
Tuas jenis pertama merupakan tuas dimana titik tumpunya berada di tengah, yaitu antara beban dan kuasa. Contoh alat-alat yang termasuk dalam tuas jenis ini diantaranya: gunting, jungkat-jungkit, tang, linggis, timbangan, dan pemotong kuku.
TUAS JENIS KEDUA
Tuas jenis ini merupakan sebuah tuas yang bebannya terletak di antara titik tumpu dan kuasa. Bebebrapa alat yang termasuk tuas jenis ini diantaranya pisau, pemotong kertas, gerobak beroda satu, pemecah kemiri dan pembuka botol.
TUAS JENIS KETIGA
Tuas jenis ini merupakan tuas yang posisi kuasa-nya berada di antara titik tumpu dan beban. Contoh peralatan yang termasuk tuas jenis ini ialah lengan tangan kita, sekop pasir, pinset, penjepit roti, penjepit es, dan lain-lain.
Rumus yang berlaku :
Fk*Lk = Fb*Lb
2. Katrol
Alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip katrol antara
lain, kerek untuk menimba, kapstan atau alat untuk menggulung tali pada kapal,
derek untuk menarik mobil atau pengankat bahan-bahan bangunan.
a. Katrol tetap
Katrol tetap hanya memiliki keuntungan arah tarikan/arah
gaya (berat beban orang yang menarik ikut membantu memberikan kuasa sehingga
berat beban yang ditarik terasa lebih ringan).
Keterangan
:
A
= Titik kuasa
B
= Titik beban
T
= Titik tumpu
AT
= Lengan kuasa
BT
= Lengan beban
F
= Gaya/ kuasa
W
= Berat beban
Pada katrol tetap berlaku
1) Berat beban yang
diangkat = gaya (kuasa)
2) Keuntungan mekanis
= 1
3) Hanya memiliki
keuntungan arah, karena dibantu oleh berat orang yang menarik
4) Mempunyai titik
tumpu di tengah, sehingga lengan beban = lengan kuasa
b. Katrol
Bergerak
Dinamakan katrol bergerak karena saat digunakan katrol
ini turut bergerak. Pada katrol bergerak masing-masing kuasa hanya memikul
setengah dari berat benda.
A =
Titik kuasa
T =
Titik beban
B =
Titik tumpu
AB = Lengan
kuasa
BT =
Lengan beban
W =
Berat beban
F =
Gaya kuasa untuk menarik beban
Prinsip kerja katrol bergerak
1. Panjang lengan
beban = ½ dari panjang lengan kuasa
2. Keuntungan
mekanisnya = 2
3. Besar gaya kuasa
yang diperlukan untuk menarik = ½ dari berat beban yang ditarik
c. Katrol Ganda
(Takal)
Terdiri lebih dari satu katrol atau terdiri dari katrol
tetap dan katrol bergerak
Keuntungan mekanis
katrol ganda dapat ditentukan dengan jumlah tali yang mengangkat beban. Pada
katrol ganda di atas besar keuntungan mekanis = 2 , artinya besar beban (W) 2
kali gaya kuasa (F) atau F = 1/2 W
Perhatikan katrol
ganda di bawah ini !
Keuntungan mekanis
katrol ganda di atas adalah 4 , artinya besar beban (W) 4 kali besar gaya kuasa
(F) atau F = 1/4 W
(Catatan : Pada pembahasan ini massa katrol diabaikan,
untuk percobaan diharap meninjau kembali pengaruh massa katrol)
a. Gear
Gear biasa digunakan
pada sepeda, mekanik jam, mesin, dan kendaraan. Prinsip kerja gear adalah
mempercepat putaran dengan cara menghubungkan lingkaran dengan jari-jari
yang berbeda.
3. Bidang
Miring
Bidang miring adalah bidang yang membuat sudut terhadap
bidng datar. Karena dengan bidang miring dapat mempermudah (mengurangi gaya
kerja) maka bidang miring merupakan pesawat sederhana. Seperti pada tuas dan
katrol keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang lintasan
miring dibagi ketinggiannya. Ini menjelaskan semakin landai/kemiringannya
kecil/ketinggiannya kecil keuntungan mekanisnya besar.
Karena di dalam medan konservatif maka usaha untuk
memindahkan benda dari bawah ke atas dengan gaya gesek diabaikan melalui
lintasan s atau h adalah sama. Dengan persamaan usaha sama dengan gaya x perpindahan
diperoleh :
F x S = W x h atau F = h/S x W
dengan F = Kuasa / gaya (N), h = Tinggi kemiringan
(m), S = Panjang lintasan kemiringan (m) dan W = Berat beban
(newton).
Keuntungan mekanis bidang miring :
Alat-alat yang bekerja menggunakan prinsip bidang
miring antara lain tangga, sekrup, jalan di pengunungan, dan ujung mata
linggis/paku.
0 comments:
Post a Comment